Heat Exchanger คืออะไร? รู้จักหลักการทำงาน และวิธีเลือกใช้

Heat Exchanger เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในภาคอุตสาหกรรม

 

สำหรับธุรกิจอุตสาหกรรมขนาดกลางไปจนถึงขนาดใหญ่ การบริหารจัดการพลังงานและประสิทธิภาพการผลิตกลายเป็นปัจจัยสำคัญที่จะทำให้องค์กรอยู่รอดและเติบโตได้อย่างยั่งยืน Heat Exchanger หรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน จึงมีบทบาทสำคัญในการนำพลังงานความร้อนมาใช้ประโยชน์ให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดต่อกระบวนการผลิต ไม่ว่าจะเป็นอุตสาหกรรมเคมี โลหะ หรืออาหาร ซึ่งล้วนต้องอาศัยการควบคุมและหมุนเวียนความร้อนในกระบวนการต่าง ๆ จึงไม่แปลกที่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะกลายเป็นหัวใจสำคัญของโรงงานอุตสาหกรรมที่ต้องการเพิ่มขีดความสามารถในการผลิตและรักษาสิ่งแวดล้อมไปพร้อม ๆ กัน

Heat Exchanger คืออะไร

Heat Exchanger คืออุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่ใช้สำหรับถ่ายเทความร้อนจากของไหลชนิดหนึ่งไปยังของไหลอีกชนิดหนึ่ง โดยของไหลทั้งสองชนิดจะต้องมีอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ความร้อนจะถูกถ่ายเทจากของไหลที่ร้อนกว่าไปสู่ของไหลที่เย็นกว่าผ่านตัวกลางซึ่งเป็น Heat Exchanger โดยของไหลทั้งสองชนิดจะไม่สัมผัสและผสมกัน นิยมใช้เพื่อถ่ายเทความร้อนในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม เพื่อเป็นการลดการกำจัดของเสียและต้นทุนด้านพลังงานในกระบวนการผลิต

หลักการทำงานของ Heat Exchanger 

Heat Exchanger หลักการทำงานจะอาศัยกลไกการพาความร้อน (Convection) ผ่านของไหล และการนำความร้อน (Conduction) ผ่านตัวกลาง กระบวนการไหลจะเป็นแบบขนานเคลื่อนที่ผ่าน Heat Exchanger ไปยังอีกด้านหนึ่ง โดยของไหลทั้งสองชนิดจะไม่สัมผัสกันโดยตรง และการถ่ายโอนความร้อนเกิดผ่านผนังท่อ ซึ่งลักษณะการไหลสามารถออกแบบให้เป็นแบบตั้งฉากกัน สวนทางกัน หรือขนานกันในบางตำแหน่ง เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดในการแลกเปลี่ยนความร้อนตามความต้องการ

ประเภทของ Heat Exchanger มีอะไรบ้าง
 

Heat Exchanger มีหลายประเภทที่ถูกนำมาใช้งานในอุตสาหกรรมต่าง ๆ โดยแต่ละประเภทจะมีจุดเด่นและการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป ซึ่งสองประเภทหลัก ๆ ที่นิยมใช้งานในภาคอุตสาหกรรมจะมีดังนี้

Plate Heat Exchanger

Plate Heat Exchanger คือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ใช้แผ่นโลหะเพื่อถ่ายเทความร้อนระหว่างของเหลวสองชนิด โดยหลักการทำงานของ Plate Heat Exchanger จะใช้แผ่นโลหะหลายชิ้นเพื่อถ่ายเทความร้อน ให้ของไหลเคลื่อนที่ขนานกันผ่านช่องว่างของแผ่นโลหะ ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เหมาะสำหรับการใช้งานในระบบทำความเย็นขนาดเล็กถึงกลาง มีข้อดีคือขนาดเล็กกว่า และประหยัดพื้นที่ในการติดตั้ง

Shell-and-Tube Heat Exchanger

Shell-and-Tube Heat Exchanger คือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ใช้ถ่ายเทความร้อนจากของไหลชนิดหนึ่งไปยังของไหลอีกชนิดหนึ่ง หลักการทำงานคือของไหลชนิดแรกจะอยู่ในท่อ และของไหลอีกชนิดหนึ่งจะอยู่ในเปลือก โดยมีแผ่นกั้นทำหน้าที่บังคับทิศทางการไหลของของไหลที่อยู่ในเปลือก ทำให้การไหลเป็นการไหลแบบตั้งฉากกัน สวนทางกัน หรือขนานกันในบางตำแหน่ง ถือเป็น Heat Exchanger ที่นิยมนำมาใช้มากที่สุดในโรงงานอุตสาหกรรม

 

ประโยชน์ของ Heat Exchanger มีอะไรบ้าง

Heat Exchanger มีบทบาทสำคัญในการนำความร้อนมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดต่อกระบวนการผลิตในภาคอุตสาหกรรม โดยข้อดีที่โดดเด่นของ Heat Exchanger จะมีดังนี้

• ประหยัดพลังงานและลดต้นทุนการผลิต : Heat Exchanger ช่วยในการหมุนเวียนความร้อนจากของไหลกลับมาใช้ใหม่ ทำให้ไม่ต้องสิ้นเปลืองพลังงานในการเพิ่มหรือลดอุณหภูมิใหม่ทั้งหมด ช่วยให้ประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้เป็นอย่างมาก
• สำคัญต่ออุตสาหกรรมเคมีและโรงไฟฟ้า : Plate Heat Exchanger มักถูกใช้งานในอุตสาหกรรมเคมีและโรงไฟฟ้า เนื่องจากอุตสาหกรรมเหล่านี้มีกระบวนการที่ต้องอาศัยการควบคุมอุณหภูมิอย่างต่อเนื่อง การแลกเปลี่ยนความร้อนจึงช่วยให้ระบบทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย
• จำเป็นสำหรับอุตสาหกรรมเหล็ก : อุตสาหกรรมเหล็กเป็นอีกหนึ่งอุตสาหกรรมที่มีการใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เนื่องจากกระบวนการหลอมและขึ้นรูปเหล็กใช้อุณหภูมิสูงมาก จึงจำเป็นต้องมีระบบระบายความร้อนและนำความร้อนกลับมาใช้เพื่อประหยัดพลังงาน
• เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม : การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ช่วยลดการปล่อยพลังงานทิ้งสู่สิ่งแวดล้อม ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และส่งเสริมความยั่งยืนทางอุตสาหกรรม

 

แนวทางการเลือก Heat Exchanger ให้เหมาะกับโรงงานของคุณ

การเลือก Heat Exchanger ที่เหมาะสมกับการใช้งานถือเป็นสิ่งสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตและความคุ้มค่าในการลงทุนระยะยาว โดยปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาในการเลือกใช้ Heat Exchanger จะมีดังนี้

• ลักษณะของของไหลและอุณหภูมิที่ต้องการ : ต้องพิจารณาอุณหภูมิที่เปลี่ยนไปของของไหล และอัตราการไหลของของไหล ทั้งด้าน Hot site และ Cold site เพื่อใช้คำนวณหาค่าการถ่ายเทความร้อนที่ต้องการอย่างแม่นยำ
• ความดันของระบบ : ต้องพิจารณาความดันที่ลดลงในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และความดันที่ต้องการใช้งาน เพราะแต่ละประเภทของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมีขีดจำกัดความดันที่รับได้แตกต่างกัน โดยเฉพาะอุตสาหกรรมที่ใช้ความดันสูง
• วัสดุที่ใช้ในการผลิต : ต้องพิจารณาการเลือกวัสดุอย่าง ทองแดง อะลูมิเนียม หรือสเตนเลส โดยเลือกตามความเหมาะสมกับคุณสมบัติของของไหลและสภาพแวดล้อมการใช้งาน
• พื้นที่ในการถ่ายเทความร้อน : ควรเลือกเครื่องที่มี Heat Transfer Area มากกว่าหรือเท่ากับ Heat Transfer Area ที่คำนวณมาได้ เพื่อให้มั่นใจว่าเครื่องสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพตามความต้องการ

 

เลือกซื้อ Heat Exchanger คุณภาพสูงจาก 2pt3q 

สำหรับผู้ประกอบการที่กำลังมองหา Heat Exchanger คุณภาพสูงเพื่อใช้ในอุตสาหกรรม ขอแนะนำ 2pt3q โรงงานผู้ผลิตและออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีประสบการณ์กว่า 20 ปี บริษัทมีความเชี่ยวชาญในการผลิตสินค้าตามมาตรฐานระดับสากล 2pt3q ให้บริการทั้งรุ่นมาตรฐานและรุ่นที่ออกแบบตามความต้องการเฉพาะด้าน พร้อมบริการหลังการขายที่ครบวงจร เหมาะสำหรับทุกอุตสาหกรรมที่ต้องการ Heat Exchanger ประสิทธิภาพสูงและความทนทานในการใช้งานระยะยาว